พฤหัสบเป็นชื่อของเทพเจ้า Jupiter (หรือ Zeus) ซึ่งเป็นราชาของเทพเจ้าทั้งปวง และดาวพฤหัส ก็เป็นดาวเคราะห์ ที่ใหญ่ที่สุด ในระบบสุริยะจักรวาลของเรา มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 11 เท่าของโลก มีระบบดาวบริวารของตนเอง ไม่ต่ำกว่า 16 ดวง
ดาวพฤหัสบดี เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นอันดับที่ 5 และเป็นดาวเคราะห์ดวงใหญ่ที่สุด ในระบบสุริยะ มีมวลมากกว่าโลกกว่า 317 เท่าแต่มีขนาดใหญ่กว่าโลก 1,400 เท่า หากดาวพฤหัสมีมวลมากกว่าอีก 100 เท่า ดาวพฤหัสก็จะกลายเป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็กๆได้เลย
ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ เป็น ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์โคจรห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่ 5 ถัดจากดาวอังคาร มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 142,984 กิโลเมตร มีเนื้อสารมากที่สุด และมากกว่า ดาวเคราะห์ ทุกดวงรวมกัน มีมวลราว 318.1 เท่าของโลก ใช้เวลาในการหมุนรอบ ตัวเอง เร็วมากประมาณ 9 ชั่วโมง 55 นาที หรือ 10 ชั่วโมงต่อ 1 รอบ แต่ใช้เวลา โคจรรอบ ดวงอาทิตย์ 1 รอบ ใช้เวลานานถึง 12 ปีของโลก ด้วยความเร็ว 13.06 กิโลเมตรต่อวินาที ดาวพฤหัสจะเคลื่อนที่ช้าๆ ผ่านกลุ่มดาวจักรราศีได้ ประมาณ ปีละ 1 กลุ่ม
ดาวพฤหัสบดีอยู่ห่างจากโลก 5.2 หน่วยดาราศาสตร์หรือประมาณ 780 ล้านกิโลเมตร แรงดึงดูดที่ผิว ของ ดาวพฤหัสบดีสูงกว่าโลก 2.64 เท่า นั่นหมายถึงว่าถ้าอยู่บนโลกเราหนัก 50 กิโลกรัม แต่ถ้าไปอยู่บนดาวพฤหัสบดี จะมีน้ำหนักถึง 132 กิโลกรัม ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์เป็นบริวาร ขณะนี้ถึง 16 ดวง แต่ถ้าใช้กล้องโทรทัศน์ส่อง ดูแล้ว จะเห็นดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ 4 ดวง แต่ละดวงจะโตกว่าดวงจันทร์ของโลกเรา ดวงจันทร์ทั้ง 4 ดวง ส่องกล้องพบโดย กาลิเลโอ บิดาวิชาดาราศาสตร์ภาคสังเกตการณ์ ชาวอิตาลี เมื่อปี พ.ศ. 2153 (ค.ศ.1610) จึงได้ชื่อว่า ดวงจันทร์กาลิเลียน เรียงตามลำดับ ระยะห่างจากดาวพฤหัสบดี คือ ไอโอ (lo) ยุโรปา (Europa) แกนิมีด (Ganymede) และ คัลลิสโต (Callisto) ดวงที่ใหญ่ที่สุดคือแกนิมีด (Ganymedq aze)
บรรยากาศของดาวพฤหัสบดีมีลักษณะเป็นแถบกว้างหลายแถบ ระหว่างแถบเป็นรอยมืด เรียกว่า เข็มขัด ขนานไป กับแนวเส้นศูนย์สูตร ซึ่งแถบกว้างนี้แท้ที่จริงแล้วคือ แถบเมฆที่หนาทึบทอดตัวยาวออกไป เคลื่อนที่หมุนวนไป รอบตัวดวง มีองค์ประกอบ เป็นธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียม ไม่มีพื้นผิวแข็ง แต่มีแกนใจกลางขนาดเล็กเป็นหินแข็ง บรรยากาศมีอัตราส่วนเหมือนกันมาก กับบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ใต้เส้นศูนย์สูตรไปทางซีกใต้ จุดนี้คือพายุหมุนวน ด้วยความเร็วสูงเป็นลักษณะเด่นที่ปรากฎเห็นมานานแล้ว
บรรยากาศของดาวพฤหัสบดีมีอุณหภูมิและความกดดันไม่แตกต่างไปจากที่มีอยู่ตามบริเวณผิวของโลก ซึ่งจะ คอยทำหน้าที่เสมือนป็น เรือนกระจกในการเก็บพลังงานจากดวงอาทิตย์ไว้ โดยจะปล่อยพลังงานออกไป ในอากาศเพียง เล็กน้อยเท่านั้น นอกจากนี้นักดาราฃศาสตร์ยังได้พบโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี การเคลื่อนตัวของระบบเมฆ ที่ก่อให้เกิดการคายของประจุไฟฟ้า และการเกิดปฏิกริยาทางเคมีในบรรยากาศ ซึ่งเป็น แนวทางในการค้นหากระบวนการทำให้เกิดอินทรียชีวิต ในสภาพที่เป็นอยู่ในดาวพฤหัสบดี เพื่อหาหลักฐานให้แน่ชัดว่า ชีวิตเกิดขึ้นมาได้อย่างไรในจักรวาล เหมือนกับที่เกิดขึ้นมาแล้วในโลกของเรา การค้นพบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง เกี่ยวกับ ดาวพฤหัสบดีก็คือ เมื่อยานวอยเอเจอร์ 1 ถ่ายภาพส่งมา พบว่า มีวงแหวนบางมาก 1 ชั้นล้อมรอบดาวพฤหัสบดีอยู่ ซึ่งสันนิษฐานว่าวงแหวนนี้คือก้อนน้ำแข็งและก้อนวัตถุใหญ่น้อยขนาดต่างๆกันล่องลอยอยู่รอบๆ ดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ภาพถ่ายจากยานวอยเอเจอร์ 1 และ 2 ก็พบว่า มีภูเขาไฟกำลังระเบิดอยู่บนดวงจันทร์บริวารที่ชื่อ ไอโอ
โครงสร้างของดาวพฤหัส
ดาวพฤหัสเป็นดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์ที่ไม่มีพื้นผิวให้เหยียบ แกนกลางเป็นชั้นแข็งของไฮโดรเจน และฮีเลียมที่แข็งเหมือนโลหะเนื่องจากอยู่ภายใต้ความกดดันที่สูงมาก ขนาดราวสองเท่าของโลก ถัดขึ้นมา ชั้นกลางเป็นชั้นของของไฮโดรเจนเหลว หนาราว 45,000 กิโลเมตร ภายใต้ความกดดันสูงราว 3 ล้านเท่า ของ ความกดอากาศบนโลก ถัดขึ้นมาอีกเป็นชั้นของโมเลกุลของไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นประจุไฟฟ้า ทำให้เกิดสนาม แม่เหล็กความเข้มสูงรอบดาวพฤหัสรูปคล้ายโดนัท ซึ่งตรวจวัดได้จากยานวอยเอเจอร์ ชั้นบนสุดเป็นชั้นของ บรรยากาศที่หนาแน่น
บรรยากาศของดาวพฤหัส ประกอบด้วย ไฮโดรเจน 81% ฮีเลียม 18% ที่เหลือเป็น มีเธน แอมโมเนีย ฟอสฟอรัส และ ไอน้ำ เนื่องจากดาวพฤหัสมีการหมุนรอบตัวเองที่เร็วมากคือประมาณ 10 ชั่วโมงทั้งที่มีขนาดใหญ่ จึงทำให้ ลักษณะของดาวพฤหัสป่องบริเวณเส้นศูนย์สูตร และมีความแปรปรวนของชั้นบรรยากาศสูงมาก ทำให้ชั้นบรรยากาศ แบ่งออกเป็นแถบๆตามแนวขวางคล้ายเข็มขัด
จุดแดงยักษ์
คนโบราณสามารถสังเกตเห็นจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสมาเป็นเวลานานหลายร้อยปีแล้ว ปัจจุบันเราว่าทราบนั่นคือ พายุหมุนขนาดยักษ์ใหญ่กว่าโลกของเราถึง 3 เท่า หมุนทวนเข็มนาฬิกาด้วยคาบเวลา หนึ่งรอบกินเวลา 6 วัน ด้วยความเร็ว 400 กิโลเมตรต่อชั่วโมงนับเป็นพายุที่เร็วที่สุดในระบบสุริยะด้วย
วงแหวนของดาวพฤหัส
วงแหวนของดาวพฤหัสเป็นวงแหวนชั้นบางๆ ไม่สามารถมองเห็นจากโลก
ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี
ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์เท่าที่ค้นพบและยืนยันแล้ว 62 ดวง ขณะนี้มันจึงเป็นดาวเคราะห์ที่มีบริวารมากที่สุดในระบบสุริยะดวงจันทร์ที่มีมวลมากที่สุด 4 ดวงหรือดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean moons) ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1610 ถือเป็นวัตถุในระบบสุริยะกลุ่มแรก ๆ ที่ถูกค้นพบว่าโคจรรอบดาวดวงอื่นที่ไม่ใช่โลกหรือดวงอาทิตย์ นับตั้งแต่สิ้นสุดคริสต์ศตวรรษที่ 19 มีดวงจันทร์ขนาดเล็กอีกเป็นจำนวนมากที่ถูกค้นพบและได้รับการตั้งชื่อตามชื่อคนรักหรือธิดาของเทพเจ้าจูปิเตอร์ของโรมัน (หรือเทพเจ้าซุสของกรีก)
ดวงจันทร์ 8 ดวงของดาวพฤหัสบดีเป็นบริวารที่มีวงโคจรปกติ กล่าวคือ มีวงโคจรเกือบเป็นวงกลมไปในทางเดียวกับดาวดวงอื่น ๆ และเอียงทำมุมกับเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดีไม่มากนัก ดวงจันทร์ของกาลิเลโอทั้ง 4 ดวงมีลักษณะเป็นทรงกลม ดังนั้นดวงจันทร์เหล่านี้อาจได้รับการจัดเป็นดาวเคราะห์แคระหากพวกมันโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยตรง ส่วนดวงจันทร์อีก 4 ดวงมีขนาดเล็กกว่าและอยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีมากกว่าดวงจันทร์ของกาลิเลโอ เป็นแหล่งกำเนิดฝุ่นซึ่งคอยเสริมความหนาแน่นให้กับวงแหวนของดาวพฤหัสบดี
ดวงจันทร์อื่น ๆ อีก 54 หรือ 55 ดวงเป็นบริวารขนาดเล็กซึ่งอยู่ห่างไกลจากดาวพฤหัสบดีมากกว่า จัดเป็นดาวบริวารผิดปกติ คือ มีความเอียงและความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรสูง (วงโคจรไม่มีจุดศูนย์กลางจุดเดียวกันสม่ำเสมอ) บางดวงโคจรไปในทางเดียวกันและบางดวงโคจรสวนทางกับบริวารดวงอื่น ๆ ดวงจันทร์เหล่านี้อาจเคยเป็นดาวเคราะห์น้อยที่โคจรรอบดวงอาทิตย์มาก่อน แต่ถูกอำนาจแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีจับไว้ในภายหลัง มีดวงจันทร์ที่เพิ่งถูกค้นพบ 13 ดวงในกลุ่มนี้ยังไม่ได้รับการตั้งชื่อ บวกกับดวงที่ 14 ที่ยังไม่พบวงโคจรแน่ชัด ซึ่งหากค้นพบเมื่อใด จำนวนดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีที่แน่นอนก็จะเพิ่มขึ้นเป็น 63 ดวง
ลักษณะ
ลักษณะทางกายภาพและลักษณะวงโคจรของดวงจันทร์ต่าง ๆ มีความแตกต่างกันอย่างมาก ดวงจันทร์ของกาลิเลโอทั้ง 4 ดวงมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่า 3,000 กิโลเมตร ดวงที่ใหญ่ที่สุดคือ แกนีมีด เป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ (เมื่อไม่นับรวมดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ชั้นเอกทั้ง 8 ดวง) ในขณะที่ดวงจันทร์ดวงอื่น ๆ ทั้งหมดมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวน้อยกว่า 250 กิโลเมตรและส่วนใหญ่ยาวไม่เกิน 5 กิโลเมตร แม้แต่ยูโรปาซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่เล็กที่สุดในกลุ่มกาลิเลโอ ยังมีมวลมากกว่ามวลของดวงจันทร์นอกกลุ่มทั้งหมดรวมกันถึง 5,000 เท่า วงโคจรก็มีทั้งเกือบเป็นวงกลมสมบูรณ์ เอียง และเป็นวงรี หลายดวงยังโคจรไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของดาวพฤหัสบดีอีกด้วย เวลาที่ใช้โคจรรอบดาวพฤหัสบดีก็ต่างกันตั้งแต่ 7 ชั่วโมงโลก (ซึ่งน้อยกว่าเวลาที่ดาวพฤหัสบดีใช้หมุนรอบตัวเอง) จนถึงประมาณ 3 ปีโลก
ข้อมูลของดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัส
ดาวพฤหัส ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ใหญ่ ซึ่งปัจจุบันครองแช้มป์ดาวเคราะห์ที่มีดาวบริวารมากที่สุดคือ 40 ดวง แต่ในที่นี้เราจะมาพูดถึงดวงจันทร์ยักษ์ 4 ดวงสามารถมองเห็นได้จากบนโลก ซึ่งถูกเห็นครั้งแรกโดย กาลิเลโอ เมื่อปี คศ.1610 โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่กาลิเลโอประดิษฐ์ขึ้นเอง เราจึงเรียกว่า "ดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean's moon)" ประกอบด้วย ไอโอ(Io) ยูโรปา(Europa) แกนิมีด (Ganimede) และ คัลลิสโต (Callisto) ที่เหลือเป็นดวงจันทร์ขนาดเล็ก ถูกค้นพบโดยยานสำรวจอวกาศ เมื่อปี 1979 ยานวอยเอเจอร์ 1 สามารถจับภาพของดวงจันทร์ไอโอ (ซ้าย) และยูโรปา (ขวา) กำลังเคลื่อนผ่านหน้าดาวพฤหัสพอดี
เนื่องจากคาลลิสโตอยู่ไกลสุดจากดาวพฤหัส จึงไม่ถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็ก ทำให้ผิวของคาลลิสโตประกอบด้วยน้ำแข็งและเปลือกแข็งที่เป็นหลุมอุกกาบาต ลึกราวๆ 200-300 กิโลเมตร ใต้ผิวลึกลงไปสันนิฐานว่าจะเป็นน้ำหรือน้ำแข็งหุ้มแกนกลางที่เป็นซิลิเคท
การบังกัน (Occultation) เกิดขึ้นจากดาวบริวาร 2 ดวงเคลื่อนมาใกล้กัน จนตำแหน่งที่เรามองเห็นจากโลกเกิดการบังกันขึ้น ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 แบบด้วยกันคือ
-บังกันบางส่วน เกิดจากความแตกต่างของระนาบระหว่างดาวบริวาร 2 ดวง
- แบบวงแหวน เกิดจากดาวบริวารดวงเล็กกว่าบังดาวบริวารดวงใหญ่ เช่น ไอโอบังแกนิมีด เป็นต้น
- แบบเต็มดวง เกิดจากดาวบริวารดวงใหญ่บังดวงเล็ก เช่น แกนิมีดบังไอโอ เป็นต้น
ผลของการบังกันนั้น สำหรับกล้องขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการแยกความละเอียดได้สูง จะเห็นความสว่างของดาวบริวารเปลี่ยนแปลงระหว่างบังกัน ในขณะที่กล้องขนาดเล็กซึ่งแยกความแตกต่างไม่ออกจะมองเห็นเหมือนดาวบริวารสองดวงเคลื่อนที่มารวมกันเป็นดวงเดียว
อุปราคา (Eclipse) เกิดขึ้นจากเงาของดาวบริวารดวงหนึ่งเคลื่อนไปทับบนดาวบริวารอีกดวง คล้ายๆกับปรากฏการณ์จันทรุปราคาที่เราเห็นกันบนโลก แบ่งออกเป็น 3 แบบเช่นกันคือ
- อุปราคาบางส่วน
- อุปราคาวงแหวน
-อุปราคาเต็มดวง
ผลของการเกิดอุปราคานั้นเราจะเห็นความสว่างของดาวบริวารนั้นลดลง หรือหายไประหว่างที่โคจรอยู่รอบดาวพฤหัส - รูปบน แสดงตำแหน่งของ แกนิมีด ยูโรปา ไอโอ และดาวพฤหัส เรียงจากซ้ายมาขวา
- รูปกลาง 1 ชั่วโมงผ่านมา ยูโรปามีความสว่างลดลงจนมองไม่เห็น เพราะถูกเงาของไอโอบัง
- รูปล่าง 1 ชั่วโมงผ่านมา ยูโรปาสว่างขึ้นมาอีกครั้ง เมื่อพ้นจากเงาของไอโอ
ปรากฏการณ์ทั้ง 2 แบบเป็นการวัดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้ทางหนึ่งว่า มีความคมชัดในการแยกความแตกต่างของภาพได้มากน้อยเพียงใด ตามปกติแล้วการสังเกตปรากฏกาณ์ทั้ง 2 แบบนี้ จะต้องใช้กำลังขยายของกล้องสูงมากๆ ทำให้กล้องที่มีขนาดใหญ่ได้เปรียบ โดยกำหนดกำลังขยายขั้นต่ำอยู่ที่ 30 คูณด้วยขนาดหน้ากล้องเป็นนิ้ว เช่น กล้องขนาด 6 นิ้วจะต้องใช้กำลังขยาย 180 เท่า ขณะที่กล้องขนาด 16 นิ้วจะได้กำลังขยายเป็น 480
เนื่องจากไอโอ อยู่ใกล้ดาวพฤหัสมากทำให้ถูกสนามแรงโน้มถ่วง และสนามแม่เหล็กกระทำรุนแรงมาก จึงทำให้ไอโอแอคทีฟตลอดเวลา ทั่วทั้งผิวของไอโอเต็มไปปล่อยภูเขาไฟ ที่ค่อยระบายความร้อนภายในตัวดวงจันทร์ ระเบิดพ่นลาวาที่เป็นกำมะถันเหลวปกคลุมทั่วผิวไอโอ เมื่อครั้งที่ยานวอยเอเจอร์ผ่านไอโอได้จับภาพภูเขาไฟกำลังพ่นลาวาสูงถึง 240 กิโลเมตร
ยูโรปา (Europa) ดวงจันทร์น้องเล็กในกลุ่มมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3,138 กิโลเมตร มีขนาดเล็กกว่าดวงจันทร์ของโลก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 3,450 กิโลเมตร) อยู่ห่างจากดาวพฤหัส 670,900 กิโลเมตร โคจรห่างจากดาวพฤหัสเป็นอันดับสองในกลุ่มใช้เวลา 1 รอบดาวพฤหัส 3 วัน 13 ชั่วโมง 13 นาที มีค่าความสว่างเมื่อมองจากโลกประมาณ mag 5.3
ผิวของยูโรปาเป็นน้ำแข็งราบเรียบ และมีริ้วขีดไปมาคล้ายลายบนเปลือกไข่ นักวิทยาศาสตร์สันนิฐานว่าใต้ผิวน้ำแข็งนี้จะเป็นมหาสมุทรที่ยังเป็นของเหลวอยู่
แกนิมีด (Ganymede) ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัส และใหญ่ที่สุดในบรรดาดาวบริวารทั้งหมดในระบบสุริยะด้วยและ ยังมีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธด้วย มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5,262 กิโลเมตร อยู่ห่างจากดาวพฤหัส 1,070,000 กิโลเมตร โคจรรอบดาวพฤหัส 1 รอบกินเวลา 7 วัน 3 ชั่วโมง 43 นาที มีค่าความสว่างเมื่อมองจากโลกประมาณ mag 4.6
ผิวของแกนิมีด ค่อนข้างประหลาดเพราะมีส่วนที่เข้มขนาดใหญ่แยกต่างหากจากส่วนที่มีความสว่าง อย่างเห็นได้ชัด นักวิทยาศาสตร์สันนิฐานว่าน่าจะเกิดจากการเคลื่อนตัวของ Plate Techtonic แบบเดียวกับที่เกิดขึ้นบนโลก และภายในของแกนิมีดคงจะร้อนอยู่
